LVS负载均衡群集—DR直接路由模式(越是不顺的时候,越要沉住气)(一)

本文涉及的产品
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
EMR Serverless StarRocks,5000CU*H 48000GB*H
应用型负载均衡 ALB,每月750个小时 15LCU
简介: LVS负载均衡群集—DR直接路由模式(越是不顺的时候,越要沉住气)(一)

前言


NAT模式:用户通过互联网发送请求,经过路由器转发给调度器,再通过调取器转发给节点服务器,节点服务器收到请求之后,再经过调度器返回给客户端。


DR 模式:用户通过互联网发送请求,经过路由器转发给调度器,再通过调取器转发给节点服务器,节点服务器收到请求之后,直接返回给客户端,不会再经过调度器。


LVS相关概念和NAT模式配置参考我上一篇文章。https://blog.csdn.net/qq_42327944/article/details/124759102?spm=1001.2014.3001.5501


为了不让节点服务器真实的私网IP地址暴露在公网,会配置一个对应的公网IP地址,客户端通过公网IP访问到节点服务器,如果直接使用服务器的私网地址给客户端访问,数据包回到客户端后对于客户端来说是一个非法数据包,因为返回的源IP就不是原先客户端访问时的目的IP。所以需要给节点服务器和负载均衡器配置相同的VIP地址。


一、数据包流向


(1)客户端发送请求到Director Server(负载均衡器),请求的数据报文(源IP就是客户端地址是CIP,目标IP是VIP)到达均衡器内核空间。内核转发效率比软件高。


(2)Director Server 和Real server 在同一个网络中,数据通过二层数据链路层来传输(数据帧)。


(3)内核空间判断数据包的目标IP是本机VIP,此时IPVS(TP虚拟服务器)比对数据包请求的服务是否是集群服务,是集群服务就重新封装数据包。修改源MAC地址为Director Server的MAC地址,修改目标MAC地址为Real server节点服务器的MAC地址,源IP地址与目标IP a址没有改变,然后将数据包发送给 Real server节点服务器。


(4)到达RealServer的请求报文的MAC地址是自身的MAC地址,就接收此报文。数据包重新封装报文(源IP地址为VIp,目标IP为CIP),将响应报文通过1o接口传送给物理网卡然后向外发出。


(5)Real Server 直接将响应报文传送到客户端。客户端收到了正常的服务相应,但不会知道是哪台服务器处理的。



二、DR模式的特点


(1)Director Server均衡器和Real Server节点服务器必须在同一个物理网络中。


(2)Real Server 可以使用私有地址,也可以使用公网地址。如果使用公网地址,可以通过互联网对RIP进行直接访问。


(3)Director Server作为群集的访问入口,但不作为网关使用。


(4)所有的请求报文经由Director Server,但回复响应报文不能经过Director Server。


(5)Real Server的网关不允许指向Director Server IP,即Real server发送的数据包不允许经过 Director Server。


(6)Real Server上的lo接口配置VIP的IP地址。


三、LVS-DR中的ARP的问题


3.1 问题1

在LVS-DR负载均衡群集中,负载均衡器与节点服务器都要配置相同的VIP地址,在局域网中具有相同的IP地址,势必会造成各服务器ARP通信的紊乱;


当ARP广播发送到LVS-DR集群时,因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同的网络上,它们都会接收到ARP广播,应该只有前端的负载均衡器进行响应,其他节点服务器不应该响应ARP广播。



3.2 问题1解决办法

对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求


使用虚接口lo:0承载VIP地址

设置内核参数arp_ignore=1:代表系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求


3.3 问题2

RealServer返回报文(源IP是VIP)经路由器转发,重新封装报文时,需要先获取路由器的MAC地址,发送ARP请求时,Linux默认使用IP包的源IP地址(即VIP)作为ARP请求包中的源IP地址,此时路由器的路由表进行更新,VIP的MAC地址由原先的均衡器变为节点服务器,路由器根据ARP表项,会将新来的请求报文转发给节点服务器,导致均衡器的VIP失效,又会造成VIP的紊乱。

源IP

VIP

源MAC

节点服务器的MAC

目的IP

路由器的IP

目的MAC


3.4 问题2解决办法

对节点服务器进行处理,设置内核参数arp_announce=2:代表不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送ens33接口的IP地址


修改/etc/sysctl.conf文件

#加入如下
#前提节点服务器在lo:0虚接口上承载VIP
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore=1
#使本机系统只相应目的IP为本地物理网卡IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce=2
#使本机系统不使用返回数据包的源地址来作为ARP请求报文的源地址,而采用发送接口的IP作为ARP请求报文源地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore=1
net.ipv4.conf.all.arp_announce=2
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